xx职业技术学院新校区校园网设计方案.doc

编号：_(教师填写)xx职业技术学院毕业论文课题名称： xx职业技术学院新校区校园网设计方案 指导教师： 专 业： 网络技术与信息处理 班 级： 网络031 学 号： 03123082 姓 名： 手 机： 电子邮件： 目 录第一章 校园网络概述-41.1 项目背景及现状-41.2 建设目标-4第二章 校园网络系统设计原则-5 2.1 网络设计原则-5 2.2 网络设备的选择原则-5第三章 校园网络总体结构设计-63.1 网络系统概述-63.2 主要网络设备的选择原则-63.3 网络设计方案描述-73.3.1 网络总体规划设计-73.3.2 网络拓扑结构-83.3.3 主要网络设备配置及报价-93.3.4 主要网络设备介绍-10第四章 布线系统设计-244.1 前言-244.2 设计依据-244.2.1 标准-244.2.2 安装与设计规范-254.2.3 连接线路-254.3 设计范围及要求-254.3.1 设计范围-254.3.2 设计要求-254.4 布线的设备选择-264.5 布线系统设计方案描述-264.5.1 工作区子系统设计-274.5.2 水平布线子系统设计-274.5.3 垂直主干子系统-274.5.4 管理子系统-284.5.5 设备间子系统设计-284.5.6 建筑群主干子系统设计-29第五章 应用系统-295.1 办公信息管理系统软件-295.2 教学管理系统软件-305.3 图书管理系统-305.4 远程教育系统-315.5 校园网通讯服务系统-32参考文献-33致谢-34xx职业技术学院新校区校园网设计方案 摘要由于计算机及网络技术的不断发展，极大地推动了校园网的建设，各高校及其中小学都在筹备建设校园网，希望通过校园网的建设，增加硬件的投入，改善办学条件，提高教学、科研和管理水平，提高办学质量。7本文主要从校园网建设的需求分析、校园网建设目标、校园网络规划设计中涉及到的网络技术、规划设计方法、组网技术要求、网络设计要求、方案整体设计、网络设备选型、设备配置、网络规划、与服务系统到校园网应用系统等方面进行了比较详细的分析与描述，以使在建设或规划中的校园网络具备较高的整体性能，对准备建设校园网和进行网络升级的学校具有一定的参考价值。5 关键字：校园网络总体结构设计，网络设计，网络设备，布线系统设计，应用系统设计校园网络概述 1.1 项目背景当今社会已步入信息社会，信息成为社会经济发展的核心因素，信息化已成为当今世界潮流。半导体集成电路、计算机、光纤、卫星、多媒体等电子信息科技发展迅猛，并迅速广泛应用于社会各领域，产生和激发出新的生产力，正引起社会经济乃至人们工作、生活方式的深刻变革。自从1993年美国政府公布实施“信息高速公路计划”之后，在世界引起巨大反响，许多发达国家和一些发展中国家也相继提出了本国或本地区的信息基础设施计划。可以说，信息化程度已成为衡量一个国家现代化水平和综合国力强弱的重要标志。随着我国经济的高速发展，国家提出本世纪末将我国建设成为经济高度发展、教育设备完备的现代化强国。近年来国家加快改革教育体系，以教育为立国之本，建设一个高度发达的国家教育体系。为提高我国教育的现代化、建立先进高效的教育体系。提供更为先进的教育手段，学校很有必要建设一个校园网络管理应用系统，这样可以达到校园资源共享、建立完备的数据交换体系、快速的传递信息等目的。以顺应无纸教学，无纸办公的发展趋势，充分利用现代化技术来进一步提高教学质量和办公效率，为培养二十一世纪人才提供一个优良的硬件教学环境。1.2 建设校园网的目标现今的网络系统包括网络交换机以及叠加其上的语音、数据、视频装置以及可变化的软，硬件应用。它的开放式设计意味着更好的整体化及高品质应用的能力。提供的带宽可适合话音，图像，数据的传输，这种带宽结合设备厂商优秀网管模式，可以向用户提供面对面的通讯。在建设校园网时，要达到以下目标：(1) 在校园内部实现资源高度共享，为教学、科研、管理提供服务，为计划、组织、管理与决策提供基础信息和科学手段；(2) 支持教育教学改革，提高教育技术的现代水平和教育信息化程度、为学校教师的备课、课件制作、教学演示提供网络环境；(3) 通过互联网、录像机、扫描仪、数码相机等各种渠道获得多媒体资料，实现素材收集、电子备课功能。培养创新人才，提高学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力，使学生能自主学习、协商学习、发现探究式学习以及自我评价，为学生的全面发展创造相应的条件；(4) 实现办公自动化，提供与上级教育部门、社会、家庭之间通讯的出入口，提供电子函件、公告牌和教育教学信息查询等服务，提高工作效率和管理水平；(5) 及时、准备、可靠地收集、处理、存储、传输学校的教育教学信息完成与因特网的通讯和资源共享，实现社会教育、学校教育、家庭教育的有机整合。(6) 实现课堂多媒体电化教学，具备适用于双向课堂语音教学及语音室功能学习。以代替手提录音机，实现音频数字化资源共享、集中管理。电教综合平台实现多媒体电教设备及室内电器设备电动一体化控制。总之，校园网的建设能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平，为学生提供了一个实践的环境，为教师提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库。校园网是学校进行教学改革、推行素质教育的一种必不可少的工具，是学校现代化信息管理的基础，也提供了学校与外界交流的窗口。然而，校园网络管理应用系统支持的是一个不断多元化的网络应用系统设备组合，用以支持其日常运作和实现其长远目标。系统设备、管理者及使用者之间的联系必须是亲密无间的，自觉而透明的，从而具备较强的扩展性。所以，这需要学校和我们共同设计建成一个先进的多媒体校园网络系统而努力。校园网络系统设计原则2.1 网络设计原则采用先进成熟的技术和设计思想，运用先进的集成技术路线，以先进、实用、开放、安全、使用方便和易于操作为原则，突出系统功能的实用性，尽快投入使用，发挥较好的效能。本系统在软件配置和硬件设备，整个系统设计上依照以下原则确定。(1)先进性世界上计算机技术的发展十分迅速，更新换代周期越来越短。所以，选购设备要充分注意先进性，选择硬件要预测到未来发展方向，选择软件要考虑开放性，工具性和软件集成优势。网络设计要考虑通信发展要求，因此，主要、关键设备以进口为主，但国内能满足要求的，尽量采用国产设备。(2) 实用性系统的设计既要在相当长的时间内保证其先进性，还应本着实用的原则，在实用的基础上追求先进性，使系统便于联网，实现信息资源共享。易于维护管理，具有广泛兼容性，同时为适应我国实际情况，设备应具有使用灵活、操作方便的汉字、图形处理功能。(3) 安全性目前，计算机网络都与外部网络互连互通日益增加，都直接或间接与国际互连网连接。因此，在系统方案设计需考虑到系统的可靠性、信息安全性和保密性的要求。(4) 易扩充性系统规模及档次要易于扩展，可以方便地进行设备扩充和适应工程的变化，以及灵活地进行软件版本的更新和升级，保护用户的投资。目前，网络向多平台、多协议、异种机、异构型网络共存方向发展，其目标是将不同机器、不同操作系统、不同的网络类型连成一个可协同工作的一个整体。所以所选网络的通迅协议要符合国际标准，为将来系统的升级、扩展打下良好的基础。(5) 灵活性采用结构化、模块化的设计形式，满足系统及用户各种不同的应用要求，适应业务调整变化。(6) 规范性采用的技术标准按照国际标准和国家标准与规范，保证系统的延续性和可靠性。(7) 系统性项目开发必须按照系统工程的管理方法，有计划做实施。(8) 综合性满足系统目标与功能目标，总体方案设计合理，满足用户的应用要求，便于系统维护，以及系统二次开发与移植。2.2 网络设备的选择原则根据已制定的网络设计原则，我们所选择的网络设备必须具有以下一些特定：(1) 安全、稳定、可靠作为整个校园网络系统的硬件基础，网络设备必须是具备安全性、稳定性和可靠性的特点。这是网络系统稳定运行的最基本条件。最好是经过相当长时间，在世界范围内被广泛应用的网络产品，所以在选择产品时选用国际知名厂商的产品。(2) 技术先进性网络设备仅仅具有安全、稳定和可靠的特点是不够的。作为高科技的产品，还应该具有技术先进性。在选择网络设备应该采用当今较先进的技术，能够保持该设备在相当长的一段时间内不会因为技术落后而被淘汰。同时，在网络规模进一步扩大，该设备不能承担繁重的负荷时，能够降级使用。(3) 易于扩展性由于信息技术和人们对于新技术的需求发展都非常迅速，为了避免不必要的重复投资，应选择具有一定扩展能力的设备，能够保证在网络规模逐渐扩大的时候，不需要增加的设备，而只需要增加一定数量的模块就行。最好能够做到在网络技术进一步发展，现有模块不支持新技术的情况下，只需要更换相应模块，而不需要更换整个设备。(4) 管理和维护方便先进的设备必须配合先进的管理和维护的方法，才能够发挥最大的作用。所以，在选择设备时必须支持现有的、常用的网络管理协议和多种网络管理软件，便于管理人员的维护。7校园网络总体结构设计3.1 网络系统概述 第一期工程：根据学校建筑物的分布在校园内敷设光纤缆线和网络电缆，形成了覆盖全校所有楼群的计算机网络，在学校任何一点只要有联网需求都可以就近上网。根据学校的规模来估计计算机总的台数，从而决定校园网主干交换能力。如：学校里有200多台计算机，那么校园网主干交换应在36Gbps左右，网络内外传输出口也要达到10Mbps。第二期工程：在完成第一期工程的基础上，实现校园网建设的目标，达到支持多媒体教学的最初预定目标，如：视频的教学节目、视频网络会议、学术报告、实时点播等都可以在网上实现，还可以完成电视到网络、网络到电视的互传。为教师学生进行与网络有关的课题提供实验环境，为今后大量采用网络多媒体化教学、科研打基础。校园网络总的计算处理能力也得到极大的加强，远远超出立项时确定的目标。3.2 网络组网技术的选择6目前，可用于校园LAN（局域网）的技术有Ethernet（以太网）、Fast Ethernet（快速以太网）、 Gigabit Ethernet（千兆位以太网）、Token-Ring（令牌环网）、FDDI（光纤分布式数据接口）和ATM（异步传输模式）。-Ethernet作为几年前主干网组网的主要技术，现在主要被用于工作组级组网，使网络交换到桌面工作站。Fast Ethernet是一种非常成熟的组网技术，造价很低，性能价格比很高，可作为资金不很充裕的中小型单位组建Intranet网的首选技术。快速以太网技术现在被广泛用于大型企业网的二级、三级网络组网或直接连至桌面工作站。FDDI也是一种成熟的组网技术，但技术复杂、造价高，FDDI网络难以向更先进的网络技术升级，现在用FDDI组建主干网的情况已非常少见。Gigabit Ethernet技术已成为大型Fast Ethernet的升级目标。虽然Fast Ethernet和Gigabit Ethernet因采用CSMA/CD的介质访问控制方式而广泛地存在着“广播风暴”的问题，但可以更好的传输介质和交换设备予于克服，其实出的优点是兼容先前的设备投资,师生的网络应用及培训更易进行，网络的可管理性和扩展性也很好。ATM是一种快速分组交换技术，它在WAN（广域网）上体现的强大功能和在LAN上的成功应用，是多媒体应用系统的理想网络平台，均以事实说明了它的技术的先进性。在ATM中，不同速率的各种数据，如：语音、图像、视频都被分成标准的53字节的信元，以光纤作为传输通道，避免了以太网中的“广播风暴”，提升了网络的整体性能。但是ATM不兼容以往的以太网投资，其管理和操作有异于传统的以太网平台，故不适用于以太网的升级改造。从网络应用、维护、安全和扩展方面而言，Gigabit Ethernet和ATM在实际应用中得到了广泛的采用。但在本方案中选择使用千兆位以太网技术，主干为千兆网，10M/100M自适应或10M交换到桌面。其理由是：(1) 以低廉的价格提供高带宽。千兆位以太网提供10倍于快速以太网的性能而价格远远低于其10倍，与ATM相比，其价格则远远低于622Mbps ATM。 (2) 良好的兼容性和管理的简单性。ATM必须使用局域网仿真才能与现有的网络设施兼容。在网络系统管理的技术要求上，千兆以太网比ATM要简单得多。 (3) 能保证服务质量。目前普遍认为：合理组织的千兆位以太网永远不需要考虑QoS管理，这也是千兆位以太网的宗旨；带宽本身比带宽管理更便宜。此外，千兆位以太网也可通过802.1P服务分级及预留带宽等技术来保证关键应用的服务质量。所有这些技术正促使校园网逐渐转向千兆位以太网。 (4) 支持千兆以太网的第3/4层交换机的出现。这大大地增强了千兆以太网在园区的地位，原来认为的以太网的一些不足，如对多媒体应用的支持、灵活的网络拓扑结构和多链路负载均衡、基于标准的虚拟网等，已被新的技术和标准所解决。33.3 网络设计方案描述 3.3.1 网络总体规划设计7网络规划设计是一个系统建立和优化的过程，建设网络的根本目的是在Internet上进行资源共享与通信。要充分发挥投资网络的效益，需求设计成了网络规划设计中的重要内容，它提供了网络设计应到达的目标，并有助于设计者更好地理解网络应该具有的性能；结合学校的办学规模、管理需求和师生对教学科研的需要，学校的配套设施（如：机房、配线房、电源系统等）也应确定，确立一个性能较高的网络计算平台。网络平台中主要有针对学校建筑群而设计出拓朴图，有联网软件（包括网络安全上的软件及应用软件），还有互联设备（包括主交干换机、路由器、二级交换机、服务器等）。应用系统中包括硬件需求和系统需求。硬件需求主要是对多媒体教学提供，为了更好取得教学效果；系统需求主要是对网络操作系统的选择，目前优先选用Windows2000 Server 、Linux 、Unix等系列的主流操作系统产品。还要配备能提供基于浏览器模式操作的应用软件。用户需求是校网管理员、教职工和学生等。如图3-1：53.3.2 网络拓扑结构 校园网络由多种完成不同功能的网络设备组成，包括路由器、交换机、Internet接入设备、防火墙等以及各种服务器，如：远程教育服务器、网管服务器（包括网管软件）、主服务器（包括WWW、E-mail、DNS等）。校园内部网络采用共享或交换式以太网，通过DDN、ASDL、ISDNPSTN等方式，选择中国科研教育网接入到Internet，校际之间通过国际互联网的方式互相联接。同时采取相应的措施，确保通讯数据的安全、保密。系统运行要安全、可靠、故障小。网络拓扑结构设计的要符合以下几点要求：(1）要适应未来网络的扩展和拓扑结构的变化。(2）要能为特定的师生用户或用户组提供访问路径。(3）要保证网络能不(4）间断地运行。(5）当网络扩大和应用增加时，(6）变化的网络结构要能应付相应的带宽要求。(7）使用频率较高的应用能够支持网上大多数的师生用户。(8）能合理地分配用户对网内、网外的信息流量。 (9）能支持较多的网络协议，(10）扩大网络的应用范围。支持IP的单点传送和多点广播数据流。所以，要达到以上这些设计要求，分层的设计功能及星型、树型和交叉型的拓扑结构应给予足够的重视，做到应地而异。学校里分三个区：教学区、办公区、生活区。教学区主要有图书信息楼（电子阅览室、网络中心、广播室、文化大厅）、综合楼（机房、语音室、多媒体教室、电教室）、教学楼、体育馆等；办公区主要有行政楼（教务处、学生处、教科处、总务处、财务处等）；生活区主要有教师公寓、学生公寓、餐厅等。根据学校的建筑物的分布，把校园网的主节点放置在图书馆的网络中心，教学区和办公区的使用量很大，但生活区的使用量相对比较小，所以目前的拓扑结构呈星形，即以图书馆为核心，向其他大楼辐射，建筑物之间使用多模光纤连接。同时，各建筑物都不大（以四至五层为主，宽度也比较适中），所以建筑物内部也将采用星形布局，每幢建筑只需要一个设备间，统一放置设备。网络拓扑图（如图3-2）：103.3.3 主要网络设备配置网络设备配置的情况主要是参考信息点的多少和通讯量的高低来决定相应的设备，校园信息点分布及统计，如表3-3-1：楼宇信息点数据点无线点电话点广播点电视点监控点A+B+C（个）A（个）B（个）C（个）（个）（个）（个）图书信息楼106621628332016行政楼18886168647372综合楼236136505090703教学楼12431537515533730教学楼22431537515533730体育馆181224441教师公寓6064040202202024学生公寓20404002000405008餐厅16808441运动场看台106041011校门6402221校园通道000017200合计37121064234241452891497教学区和办公区（教务处、财务处、总务处）的通讯量都比较高，而生活区和办公区（学生处、教科处）的通讯量都相对比较低，根据设计原则和网络设备选择原则，如表3-3-2设备名称设备型号放置地点品牌数量单价备注路由器Cisco 12816NM-1FE1CE1模块E1/ISDN接口网络中心Cisco111￥33500详细技术参数及要求见网络设备介绍核心交换机WS-C3750-24TS-SWS-X2922-XL模块网络中心Cisco12￥21500接入层交换机WS-C2916M-XLWS-X2922-XL模块图书信息楼Cisco22￥17700WS-C2916M-XLWS-X2922-XL模块行政楼Cisco33￥17700WS-C2916M-XLWS-X2922-XL模块综合楼Cisco33￥17700Cisco Catalyst 1924-ENWS-X2922-XL模块学生公寓Cisco44￥17000Cisco Catalyst 1924-ENWS-X2922-XL模块教师公寓餐厅Cisco22￥17000Cisco Catalyst 1924-ENWS-X2922-XL模块教学楼Cisco22￥17000主服务器IBM X226网络中心IBM1￥12400高速缓存CacheEngine 570图书信息楼Cisco1防火墙Cisco Secure PIX防火墙535网络中心Cisco1￥74000IP/TV视频Cisco IP/VC 3500 系列综合楼Cisco13.3.4 主要网络设备介绍1、 Cisco 12816路由器的介绍4Cisco 12816路由器利用Cisco IOS 软件提供多种服务。Cisco IOS 软件是当今部署范围最广的路由器操作系统，它提供全套IP/MPLS和高可用性，能够同时支持当前和未来的新一代服务。16插槽的Cisco 12816路由器不但能够将服务供应商的IP/MPLS核心网络扩展到40Gbps/插槽，还能为高速Peering服务和边缘服务提供扩展功能。Cisco 12816路由器的规格兼容性与当前的所有Cisco 12000系列线卡兼容软件兼容性Cisco IOS 12.0（27）S及更高版本协议IPv4、MPLS、边缘网关协议第4版（BGPv4）、中间系统到中间系统（IS-IS）、首先打开最短路径（OSP F）2.0版、增强型内部网关路由协议（EIGRP）、路由信息协议（RIP）第2版、互联网小组管理协议（ IGMP ）、远程向量组播路由协议（DVMRP）和协议独立型的组播密集模式/稀疏模式（PIM DM/SM ）。组件每个基本系统包括： 四个DC电源或三个AC电源 一个路由处理器（GRP/PRP-1/PRP-2） 为线卡和RP配备的16插槽卡盒，系统可以容纳15块线卡和1个RP，或者14块线卡和2个 RP（1：1冗余） 续表组件三块交换矩阵卡 两块时钟排程器卡 两套风扇装置 电缆管理架 两块警报卡 各国专用的电源线 软件和服务组件lCisco IOS 软件 l用于分布式分组转发的思科快速转发卡、端口和插槽接口（每块卡上的端口数量）接口密度（每个系统的端口总数）1端口10千兆位以太网15个10千兆位以太网端口1端口千兆位以太网15个千兆位以太网端口3端口千兆位以太网45个千兆位以太网端口4端口千兆位以太网60个千兆位以太网端口8端口快速以太网120个快速以太网端口6端口DS-354个DS-3端口12端口DS-3180个DS-3端口6端口E390个E3端口12端口E3180个E3端口4端口OC-3c/STM-1 POS60个OC-3c/STM-1 POS端口4端口OC-3c/STM-1 ATM60个OC-3c/STM-1 ATM端口16端口OC-3c/STM-1 POS240个OC-3c/STM-1 POS端口6端口通道化T3（CT3）（168 T1）POS90个CT3（15120 T1）POS1端口OC-12c/STM-1 POS15个OC-12c/STM-4 POS端口4端口OC-12c/STM-4 POS60个OC-12c/STM-4 POS端口1端口OC-12c/STM-1ATM15个OC-12c/STM-4 ATM端口4端口OC-12c/STM-4 ATM60个OC-12c/STM-4 ATM端口1端口通道化OC-12C/STM-4（4OC-3/STM-1）POS15个通道化OC-12/STM-4（60OC-3/STM-1）POS1端口通道化OC-12c/STM-4（12DS-3）POS15个通道化OC-12/STM-4（180DS-3）POS1端口OC-48c/STM-16 POS15个OC-48c/STM-16 POS端口1端口OC-48c/STM-16 SRP15个OC-48c/STM-16 SRP端口4端口OC-48c/STM-16c POS60个OC-48c/STM-16c POS端口4端口OC-48c/STM-16c SRP60个OC-48c/STM-16c SRP端口1端口OC-192c/STM-64c POS15个OC-192c/STM-64c POS端口1端口OC-192c/STM-64c SRP15个OC-192c/STM-64c SRP端口8端口OC-48c/STM-16c POS120个OC-48c/STM-16c POS端口2端口OC-192c/STM-64c POS30个OC-192c/STM-64c POS端口 续表连接POS、ATM、DPT、千兆位以太网和快速以太网内存取决于路由处理器，通过PRP-2最高可达4GB选项GRP=千兆位路由处理器PRP1 = 性能路由处理器1PRP2 = 性能路由处理器2GSR16-SFC = 交换矩阵卡GSR16-ALRM = 警报卡GSR16-DISP = 显卡GSR16-BLOWER = 风扇PWR-GSR16-DC = DC 电源PWR-GSR16-AC = AC 电源GSR16/1280-CHASSIS = 带背板的12816机箱Cisco 12800路由器在Cisco IOS 12.0（27）中支持PRP-1.未来软件版本将同时支持GRP和PRP-2。性能交换能力可达1.28Tbps环境参数温度 工作：32122F（050） 非工作：-4149F（-2065） 湿度 工作：1085%非冷凝 非工作：595%非冷凝 高度 工作：010,000ft（03000m） 非工作：015,000ft（04570m） 热耗散最高DC：2430W8296 Btus/hrAC：2791W9528 Btus/hr 最高11,602 Btu/hr 噪音 最高70dBa 冲击 工作（半正弦）：21 in./sec（0.53 m/sec） 非工作（梯形脉冲）：20G1，52 in./sec（1.32 m/sec） 续表振动 工作